플라즈마(Plasma)라는 용어는 1929년 랭뮤어(Langmuir)에 의해 처음 제안되었습니다. 현재 일반적으로 이온화도가 0.1%를 초과하는 이온화된 가스를 말합니다. 이 가스는 중성 원자와 분자를 포함할 뿐만 아니라, 전자와 이온의 양이 많고, 전자와 양이온의 농도가 평형을 이루며 전체적으로 중성이다. 넓게 말하면, 화염과 아크, 스파크 방전, 태양과 별 표면의 전리층의 고온 부분은 모두 플라즈마입니다.
플라즈마는 온도에 따라 고온 플라즈마와 저온 플라즈마 두 가지로 나눌 수 있습니다. 온도가 106-108K만큼 높으면 모든 가스의 원자와 분자가 완전히 해리되어 이온화됩니다. 이를 고온 플라즈마라고 하며 온도가 105K보다 낮으면 가스가 부분적으로 이온화되는 것을 저라고 합니다. -온도 플라즈마.
실용적으로 저온 플라즈마는 고온 플라즈마와 저온 플라즈마로 구분됩니다. 가스 압력이 1.013 정도일 때 다양한 입자(전자, 양이온, 원자, 분자)의 열운동에너지는 유사한 경향이 있으며, 전체 가스는 열역학적 평형 상태에 도달하거나 도달합니다. 전자 온도는 기본적으로 동일하며 온도는 수천도에서 수만도 정도입니다. 이러한 종류의 플라즈마를 열플라즈마라고 합니다. 예를 들어 DCP(DC 플라즈마 토치)와 ICP(유도 결합 플라즈마 토치)는 모두 열 플라즈마이므로 방전 가스 압력이 낮고 전자 농도가 작으면 전자가 무거운 입자와 충돌할 기회가 적어집니다. 전자는 전기장에서 빠져나오며, 얻은 운동 에너지는 무거운 입자와 쉽게 교환되지 않습니다. 전자의 평균 운동 에너지는 수십 전자 볼트에 도달할 수 있으며 가스의 온도도 다릅니다. 이러한 플라즈마는 림 글로우 방전, 중공 음극 램프 방전 등과 같은 저온 플라즈마라고 불리는 비열역학적 평형 시스템에 있습니다.
분광분석에서 소위 말하는 플라즈마 광원은 일반적으로 불꽃과 유사한 형태의 방전광원을 말한다. 현재 가장 일반적으로 사용되는 세 가지 범주는 유도 결합 플라즈마 토치(ICP), 직류 플라즈마 토치(DCP) 및 마이크로파 유도 플라즈마 토치(MIP)입니다. MIP의 경우 마이크로 인젝션이 가능하고, 가스 소모량이 적고, 출력이 낮으며, 비금속 판별이 용이하지만, 대부분의 금속에 대한 검출 한계가 낮고, 원소 간 간섭이 심하며, 따라서 헬륨이 필요합니다. 주로 크로마토그래피 분석용 검출기로 사용됩니다.
ICP 및 DCP 플라즈마 광원은 분석 성능이 뛰어나 원자 방출 분광계에 사용되었습니다.
유도결합플라즈마 원자방출분광법(ICP-AES) 기술의 선구자는 1964년 각각 연구 결과를 발표한 그린필드와 파젤이다. 이 기술은 1970년대 이후 실질적인 발전을 이루었으며, 1974년 미국의 Leeman Company가 최초의 상업용 유도 결합 플라즈마 원자 방출 분광계를 개발했습니다.
ICP 광원의 주요 장점은 다음과 같습니다.
1) 낮은 검출 한계: 많은 원소가 1ug/L의 검출 한계에 도달할 수 있습니다.
2) 측정 넓은 동적 범위: 5~6배
3) 좋은 정확도
4) 작은 매트릭스 효과: ICP는 6000-7000K의 고온 여기 광원입니다. 시료를 화학적으로 처리한 것으로, 분석용 표준시리즈는 산도, 매트릭스 조성, 총염도 등 다양한 특성이 시료용액과 매우 유사한 용액으로 쉽게 제조할 수 있습니다. 동시에, 광원의 높은 에너지 밀도, 특별한 여기 환경(채널 효과 및 여기 메커니즘)은 ICP 광원에 작은 매트릭스 효과의 탁월한 이점을 제공합니다.
5)?고정밀도: RSD~0.5%
6)?짧은 노출 시간: 일반적으로 10~30초에 불과함
7)?원자적 비교 다른 분석 방법에 비해, 방출 스펙트럼 분석에 의한 여러 원소의 동시 분석은 효율성, 경제성, 기술 및 기타 측면에서 큰 이점을 가지고 있습니다. 이는 ICP 원자방출분광법이 큰 발전을 이룬 이유 중 하나이기도 합니다.